減速器軸的設(shè)計(jì)

1、軸的設(shè)計(jì)圖1傳動(dòng)系統(tǒng)的總輪廓圖一、軸的材料選擇及最小直徑估算根據(jù)工作條件，小齒輪的直徑較小（dj=40mm），采用齒輪軸結(jié)構(gòu)， 選用45鋼，正火，硬度HB= 17 217。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即dmin二Ao3；初算軸徑，若最小 直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度影響。Ao值由表26 3確定：Ao =1121、高速軸最小直徑的確定由d；min = A）J旦=112匯J2.475 =15.36mm，因高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸n- 960器，設(shè)有一個(gè)鍵槽。則 d1min =d；min 1 7% =15.36 1 7% = 16.4hm， 由于減速器輸入軸通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相聯(lián)結(jié)，

2、則外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)軸徑不得相差太大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器，取Hmin = 0.8dm, dm為電動(dòng)機(jī)軸直徑，由前以選電動(dòng)機(jī)查表6-166 : dm = 38mm，dimin =0.8 38 = 30.4mm，綜合考慮各因素，取 dn = 32mm。2、中間軸最小直徑的確定軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值 d2min = 30mm。因中間軸最小直徑處安裝滾動(dòng)3、低速軸最小直徑的確定d 3min - A03；=112氣魯血伽，因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器, 設(shè)有一鍵槽，則d3mi n = d3min 1 7% = 1 7%47.51 = 50.84mm，參見聯(lián)軸器的選擇，查表6-96，就近取聯(lián)軸器孔徑的標(biāo)準(zhǔn)

3、值d3min = 55mm。二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1aZ一 ,!1JLTZ13rH-L16 tL12丁 Hl .圖2(1) 、各軸段的直徑的確定d11 :最小直徑，安裝聯(lián)軸器 d1d1min = 32mmd12 :密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)查表6-85 (采用氈圈密封)，d12=35mmd13 :滾動(dòng)軸承處軸段，d13=40m m,滾動(dòng)軸承選取30208。d14 :過渡軸段，取 d14 =45mmd15 :滾動(dòng)軸承處軸段 小仆二小伐=35mm(2) 、各軸段長度的確定111 :由聯(lián)軸器長度查表 6-96得，L=60mm,取 S=42mm112 :由箱體結(jié)

4、構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定Ii2=55mm113 :由滾動(dòng)軸承確定 l13 =19.25mm114 :由裝配關(guān)系及箱體結(jié)構(gòu)等確定I14 =89mmI15:由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定Ii5=32.25mmIi6:由小齒輪寬度bi = 40mm確定，取怙=40mm2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3(1) 、各軸段的直徑的確定d2i :最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，小門二d2min = 30mm，滾動(dòng)軸承選30206 d22 :低速級小齒輪軸段 d22 =32mmd23 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求d23 = 38mmd24 :高速級大齒輪軸段 d24 =32mm d25 :滾動(dòng)軸承處軸段 d25二d2i

5、 =30mm(2) 、各軸段長度的確定21 :由滾動(dòng)軸承、裝配關(guān)系確定I21 = 32.25mm22 :由低速級小齒輪的轂孔寬度b3 二:72mm 確定 I22 = 70mm23 :軸環(huán)寬度I23 =10mm24 :由高速級大齒輪的轂孔寬度b2 z=45mm 確定 I24 = 40mmI25 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定仏二32.25mm3、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4(1)、各軸段的直徑的確定d3i :滾動(dòng)軸承處軸段 d3i =50mm，滾動(dòng)軸承選取30210d32 :低速級大齒輪軸段 d32 = 52mmd33 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求d33 = 62mmd34 :過渡軸段，考慮擋油

6、盤的軸向定位d34=57mmd35 :滾動(dòng)軸承處軸段 d35二50mmd36:密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(采用氈圈密圭寸)d36 = 40mmd37 :最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段d37=d3min = 38mm(2)、各軸段長度的確定131 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定131= 40.75mm132 :由低速級大齒輪的轂孔寬b4 =75mm確定 G =70mm133 :軸環(huán)寬度I33 =10mm134 :由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定 134 = 62mm135 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定l35=21.75mm136 :由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定

7、l36=52mml37:由聯(lián)軸器的轂孔寬L1 =60mm確定l37 = 58mm軸的校核-、校核高速軸1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定齒輪對軸的力作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的 30208軸承，從表 6-67可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為a = 16.9mm 17mm，支點(diǎn)跨距丨二 AB 二(l13 h4 h5 h6) - 2a = 147mm，高速級小齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn) B 的距離為l2 二CB =1 -也-l15 a =111.75mm ，距A為2h =| 一|2 =147 -111.75 =35.25mm圖52、計(jì)算軸上的作用力如圖4 1,求片，片：Ft1

8、 =紅=1231N ；d1Fr1 = Ft1 tan： =1231tan 20 =448N3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖（1）、垂直面局A it八 Ll C圖6l111 75Rav =Fr1 =448340.6 Ny l147Rsy 二 Fr1 -RAy =448-340.6 = 107.4 NM Ay = M By =0 ；M Cy 二 RAy h =12006.15N mm(2)、水平面、1圖8liii 75RAX 二 Ft1 - =1231935.8N ;AXl147RBX 二 Ft1 -RAx =1231 -935.8 =295.2N ;M Ax = M Bx = 0 ；M Cx =

9、 RAx h = 32987 N mmMx(3) 、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖Rr!RAy二 935.82340.62=995.86NRBrBxRByY295.22107.42=314.1N-0Me = Jm Cx +MCy = J329872 +12006.152 =35104N mmT =24620N mmT圖111軸的轉(zhuǎn)矩圖(4) 、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危 險(xiǎn)截面C)的強(qiáng)度，因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán) 應(yīng)力，折算系數(shù)=0.6。caJ351042 +(0.6 疋 24620 $0.1 汽403= 5.95M

10、Pa已選定軸的材料為45鋼正火處理，由表26-4查得A d I - 55MPa，因此;Q :：1】，嚴(yán)重富裕二、校核中間軸1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定軸上安裝30206軸承，它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面距離為 a = 13.8mm ： 14mm,跨距丨=l21 l22 l23 l24 l25 -2a 二 156.5mm，高速級 大齒輪的力作用點(diǎn) C 到左支點(diǎn) A 的距離 h二也 125-a二40 32.25 -14 = 38.25mm，低速級小齒輪的力作用點(diǎn) D到2 2右支點(diǎn)B的距離13 上 g-ar70 32.25 -14 =53.25mm。兩齒輪力作用2 2點(diǎn)之間的距離|2 =丨

11、-13 = 65mm。齒輪 2: Ft2 二 Ft1 =1231N ;Fr2 = Fr1 = 448 N齒輪 3： Ft3=H=3680.3N ；Fr3 = Ft3 tan: =3680.3tan 20 = 1339.5N3、計(jì)算支反力(1)、垂直面支反力R-3c,PB1IB圖13由二 M Ay = 0，得Fr2 hRBy I - F 1l J。二c斤3訕+l2 )斤2 hRBy1339.538.25 65 -448 38.25156.5二 774.2 N由 MBy ，得RAy IFrJ 二 F J一氐l2l3 Fr3 bl-44865 53.251339.5 53.25156.5= 117.

12、27N由軸上合力7 Fy =0,校核：RBy RAy Fr2 -Fr3 =774.2 117.27 448 -1339.5 : 0，計(jì)算無誤(2)、水平面支反力由二 M Ax = 0 ,得-Ft2l1R x I - F 1l2l 0 二Rbx=93680.338.25 651231 38.25156.5二 2728.9N由二 M Bx 0，得RA x 1 - E2131- F31Ft2 I2 I3Ft3 I3123165 53.253680.3 53.25=I156.5= 2182.4N由軸上合力a Fx -0,校核:Rbx Rax - Ft2 -Ft3 =0，計(jì)算無誤(3) 、總支反力為Ra

13、 = RAx RAy 二.2182.42 117.272 = 2185.5NRb = . rBx R；y =、2728.92 774.22 =2836.6N(4) 、繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖a、垂直面內(nèi)彎矩圖C處彎矩MCy = -RAy h = -117.27 38.25 二-4485.6 N mmD處彎矩MDy 一 -RBy l3 - -774.2 53.25 - -41226.15N mmAC圖15DBt311E111C12DL3.R圖14b、水平面內(nèi)彎矩圖C處彎矩M ex = -Rax h = -2185.5 38.25 = -83595.4 N mmD處彎矩MDx - -RBx l3 =272

14、8.9 53.25 - -145314N mm-Mxc、合成彎矩圖M e = JmCx +MCy =83715.6N mmM D - M Dx M Dy =151049 N mm151049圖17d、轉(zhuǎn)矩圖T =T2 = 132490 N mmT132490nA匚D圖18（5）、彎扭合成校核（即截進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面 面D）的強(qiáng)度。去折算系數(shù)為:=0.6Cca血+（町1 丫= 52.09MPa，因此已選定軸的材料為 45鋼正火處理，由表 26-4查得A J-55MPa三、校核低速軸1軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定齒輪對軸的力作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，

15、軸上安裝的30210軸承，從表126可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為a =20mm，支點(diǎn)跨距丨二 AB=(I31 l32 l33 l34 l35)-2a = 164.5mm，低速級大齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn) B的距離為丨2二CB =也 l31 -a = 55.75mm，距2A 為 h =l -l2 = 108.75mm圖192、計(jì)算軸上的作用力如圖 4 15,求 Ft4,Fr4 :Ft4 二 Ft3 =3680.3N ；Fr4 二 Fr3 二 1339.5N3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖(1)、垂直面1r牛111c1圖20= 1339.555.75164.5= 454NRBy = Fm - RAy = 1339.5 -454 = 885.5NM Ay = M By =0 ；Mcy 二 RAy h =454 108.75 =49372.5N mmMy1Fc1Rak氐圖22l255.75RAx 譏3680.31247.3N ;l164.5RBx = Ft4 - RAx = 3680.3 -1247.3 = 2433 N ;M ax = M bx = 0 ；M Cx - Rax li -135643.9 N mm圖23(3) 、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖Ra -